本文早年发表于聚义堂聚义厅,但论坛沉下去了,值聚义堂博客空间开通之际,再发表出来,大家以后可以通过我的空间看到我所有的文章。
[简述]
“白线”是指仿木制品生产成型后其表面出现的局部泛白、质地偏软的块状、条纹状外观景况。 其触感表现为:结皮薄、质地软,严重的还会有粘手感觉;白线处会引起局部收缩、起皱、起包,制品后处理后有可能导致油漆面层起泡、开裂、脱落。 白线是PU仿木制品生产制作过程中最常遇的缺陷。
[试验与观察]
<试验一>:仿木白料100g + 黑料100g (自由泡密度70kg/m3左右,乳白时间控制在30秒以后)在混合杯A中用台钻式搅拌机充分搅拌10秒后立即倒入另外一洁净塑料杯B中,泡料乳白起发前,迅速将B杯倾斜30度角再放正, 使杯壁上粘有薄薄的一层混合泡料。泡沫体成型后,原杯壁挂有泡料处就会出现白线。
<试验二>:仿木白料50g + 黑料50g (乳白时间控制在30秒以后)在混合杯A中用台钻式搅拌机充分搅拌10秒, 搅拌起始杯壁上溅上去的物料不要把它们卷扫入杯中,静止发泡杯,则泡体升长成型后其侧表面便会形成粘手态白线。
<试验三>:仿木白料100g + 黑料100g (乳白时间控制在30秒以后)搅拌均匀,倒入沾有微量水迹(或水雾)的塑料袋中,则泡体成型后原沾有水迹(或水雾)处将出现白斑状白线。
<试验四>:仿木白料100g + 黑料100g (乳白时间控制在30秒以后)搅拌均匀,倒入沾有油污或杂物颗粒(比如:木屑)的塑料袋中,则泡体成型后原沾有油污、颗粒杂物处将出现白斑状白线。
<试验五>:室温20℃状态下,两组200g白料+200g黑料(乳白时间控制在30秒以后、自由泡密度70kg/m3左右)完全搅拌均匀后,倒入两个模具,其一模具是常温;其二模具温控35℃,则其一的模压泡体会更容易出现白线。
<试验六>:两套配方体系,第一套[水—0.2,141B—7份],第二套[水—0.4,141B—5份], 用调整催化剂组成的方法将它们自由泡的乳白时间、拉丝时间和自由泡密度基本调成一致,则执行模具打样的结果:水分高的白线程度要轻。
<试验七>:用不同的硅油,其一乳化效果好;其二:乳化效果一般。则乳化效果好的那套体系成品结果:白线要少。
<试验八>:同一款白料(控制三十秒乳白)其一,搅拌十秒;其二,搅拌二十秒。混合搅拌后倒进塑料袋,则搅拌时间短的,出现白线的程度机会要大。
<试验九>:主聚醚调整为两套方案,其一是普通4110,其二4110—60 + 635SA—40,适当调整配方组成使发泡控制过程各项指标基本一致,则“其二” 出现白线的机会要小,程度也轻。
<试验十>:催化体系调整为两套方案,其一是普通A-33 + 环己胺,其二是Am-1 + A-33 + 苄胺 + DMEA , 适当调整配方组成使发泡控制过程各项指标趋于一致,则“其二” 出现白线的机会要小,程度也轻。
[白线形成机理分析]:
第一、泡料起发后的温差:这是最主要的白线形成原因。特别是环境温度偏低时,或是模温与环境温度相差较大时。无论开模浇注还是闭模浇注,只要灌注的泡料乳白起发前有“沾壁”行为,则泡料富集处的温度会远高于此前浇注时少量挂壁处的那部分薄层泡料。 在大宗泡体升长“返回头”流经挂壁处时,已进入“中期升长期”的大宗泡体与尚未起发的少量粘壁料便会发生“非均相”汇合,即:前者的高温粘稠体硬性压制后者的低温稀薄体向前上方推进,致使该结合部的混合出现“非均相”交融而产生明显的分界线从而最终产生白线。
第二、机械混合不匀:有些发泡枪由于维养不及时、机械故障(料管、混合头堵塞)和工艺参数异常(如输送压力不协调、黑白料粘度悬差过大或黑白料温差过大等)致使发泡料混合不匀或混合不同步(即:发泡枪的混合头处的进料口阀门不同时供料),从而造成模腔内某些区域白料过剩。这种情况下造成的白线缺陷最危险。
第三、水汽:浇注成型开工伊始,模枪内会沾有水汽,或是在环境相对湿度较大时,模具喷洒脱模剂后,溶剂挥发造成模枪表面温度下降而产生露水。这样注入泡料时与模腔表面接触处,水会夺取相当数量的异氰酸酯反应,并与混合体之间产生“非同相”接触,进而造成白线。
第四、如果模枪表面喷洒脱模剂,其溶剂尚未挥发干净,或模具表面受到油污污染,则该处会对泡体表面产生溶蚀作用而产生白线。
第五、配方体系不配伍:这里牵扯到的因素很多,聚醚、聚酯、硅油、催化剂搭配、发泡剂搭配(水+物理发泡剂)等等配合不当,最终造成的后果无非是:黑白料混合后体系稳定性差,在凝胶成型前,混合体系有“破乳”、“相分离”现象。 “体系的稳定”首先是要保证起发发泡前各组份相融性好(异氰酸酯比重大,相融不好它一定会首先沉析出来。软泡聚醚与其他组分不能相溶也会上浮析出),并能确保发泡的“核化能力”与制品的表观效果,还有发泡时的平稳程度(即:俗称的“流动性”)都会对白线的形成产生影响。
[改进及对策]:
第一:工艺改进
1、料温控制——使黑、白料温度差尽可能缩小。同温(黑白料温落差2℃以内)混合无须顾虑冷暖“相斥”。
2、粘度控制——使黑、白料粘度差尽可能缩小,特别是白料,粘度下调肯定会改进发泡的混合效果。 当然,也可以选用粘度高于300mPa.S的异氰酸酯以求混合状态“对等”,例如:2805取代5005型号。 当然,这里白料粘度可以用升温方式控制,与“料温控制”相左时要视具体情况定参数控制。
3、注料方式及“摇模”——如制品生产方式允许,尽量采用开模浇注,避免发泡料有沾壁再“涨回头”。如果制品尺寸偏小,可以在浇注合模后翻滚模具两圈以上,然后定置(定置时间尽量贴近枪出样的乳白时间),以减少大宗料及挂壁料之间的“悬殊实力对比”。 另外一种模式:允许有物料损耗的前提下,采取“中转注料”的方式作业, 即:发泡料先从发泡枪打进“中转塑料桶”(可以预先在塑料桶里喷洒脱模剂),再倒进模具里。
4、模温控制:最好模具温度能控制在30-40摄氏度之间。模温低,白线产生的机会就大,模温过高,硬泡制品的表皮结皮薄、体表硬度差。
5、发泡机泵料控制:尽量使黑白料混合均匀,避免发泡机出料滞后不同步现象。首先要机器结构、零部件配置好,实在不行(机器没得换)就调整泵料压力——控制黑白料出泵压力与出枪压力间的“压力平衡”和“压力损耗”一致。
6、黑白料比例调整:有的时候在不影响制品表面效果(硬度、结皮厚度的情况下)可以适当调整比例。
7、综合加强:与“第二,配方调整”也相关——设法把制品的表皮厚度、硬度加强(牵扯面太广:凝胶速度提前、结构交联点增多、黑料比例高升、黑料的官能度提升等等),这样,即使有白线的外观,该处质感也会够“硬”而不会对制品后续加工工艺有大的妨碍。
第二,配方调整
1,聚醚:尽量选用含有甘油、山梨醇起始的聚醚,适当添加些胺醚,以加强聚醚主份对发泡体系乳化稳定性的贡献及改善制品表面效果。如:***、***、***、***,按不同的体系确定其原料固有指标,羟值###、###两套方案。
2,匀泡剂:尽量挑选对体系乳化稳定性好的品种,避免发泡体系乳白前有相分离行为。如:***、***等。最新的方向是结构中引入“*”结构。
3,催化剂:第一套方案:尽量采用三种以上附配性催化剂、尽可能提前乳白时间、尽量选用影响乳白时间对温度不太敏感的催化剂;第二套方案:故意使泡孔稍微“粗”一些。
4,水与物理发泡剂:保证制品整体表观效果的前提下,尽量使用高水体系。
(不好意思,本着“团结为上、启发为主”的原则,而且涉及到有些兄弟的独创见解,以上某些敏感的东东我必须屏蔽,希望父老乡亲能够体谅! 不胜感激中......)